ES2898061T3 - Disposición en alta mar, dispositivo de conexión y método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar - Google Patents

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Abstract

Disposición (7) en alta mar, en particular un parque eólico en alta mar, que comprende una primera subestación (8), una segunda subestación (9), un primer cable (13) de conexión conectado eléctricamente a la primera subestación (8), un segundo cable (14) de conexión conectado eléctricamente a la segunda subestación (9), y un cable (15) intermedio que conecta eléctricamente los cables (13, 14) primero y segundo, en la que los cables (13, 14) de conexión primero y/o segundo son más flexibles que el cable (15) intermedio, la disposición (7) en alta mar comprende además un dispositivo (16, 19) de conexión que tiene una conexión (17) eléctrica que conecta el cable (13, 14) de conexión primero o segundo al cable (15) intermedio, y un volumen (18) de gas que rodea la conexión (17) eléctrica, y el dispositivo (16, 19) de conexión tiene una carcasa (28), rodeando la carcasa (28) la conexión (17) eléctrica y el volumen (18) de gas, caracterizada porque la carcasa (28) comprende una primera abertura (31) y una segunda abertura (32), en la que el cable (13, 14) de conexión primero o segundo pasa a través de la primera abertura (31), en la que el cable (15) intermedio pasa a través de la segunda abertura (32), y en la que la primera abertura (31) y la segunda abertura (32) están orientadas hacia el lecho (12) marino.

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición en alta mar, dispositivo de conexión y método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar Campo de la invención
La presente invención se refiere a una disposición en alta mar, en particular a un parque eólico, a un dispositivo de conexión para conectar cables en alta mar, y a un método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar. Pueden proporcionarse parques eólicos en alta mar y pueden comprender una pluralidad de turbinas eólicas. Sin embargo, las profundidades del agua por encima de aproximadamente 40 metros pueden requerir el uso de cimentaciones flotantes amarradas al lecho marino, en los que la cimentación flotante puede estar sumergida por completo o parcialmente (semisumergida). Las cimentaciones flotantes pesadas que pueden pesar varios centenares de toneladas pueden ser relativamente estables. Sin embargo, las cimentaciones flotantes pueden estar colocadas en un entorno oceánico muy dinámico y, dependiendo del tipo de cimentación flotante, pueden producirse movimientos debido a la influencia del viento, marejadas y grandes olas. En particular, el movimiento de corrientes oceánicas a diferentes profundidades puede ejercer cargas pesadas sobre, por ejemplo, los cables de alimentación conectados a la estructura (aunque la profundidad a la que se despliega desde la plataforma está por debajo de la influencia del oleaje). El cable debe poder adaptarse a cualquier movimiento y carga del océano, así como a su propio peso.
Especialmente las conexiones de cables a o entre cimentaciones flotantes (por ejemplo, para turbinas eólicas) pueden ser bastante costosas debido a la necesidad de cables flexibles robustos (cables no rígidos) como consecuencia del movimiento natural de las cimentaciones flotantes y de los propios cables.
El documento EP 2 518 310 A1 da a conocer un sistema de interconexión para la interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica y un sistema de transferencia de energía eléctrica (por ejemplo, un cable subacuático), que comprende un dispositivo flotante sumergible con flotabilidad positiva, un subsistema de anclaje para anclar el dispositivo flotante en el fondo marino, y un subsistema de interconexión eléctrica para interconectar los generadores de energía eléctrica y el sistema de transferencia de energía eléctrica. El subsistema de interconexión eléctrica está asociado con el dispositivo flotante. Además, se dan a conocer una instalación y un método correspondientes.
El documento EP 2993270 A1 da a conocer una estructura sumergible de soporte activo para torres de turbinas y subestaciones o elementos similares, en instalaciones en alta mar, que está compuesta por cuerpos de hormigón huecos unidos entre sí por medio de segmentos o vigas, a través de los que pasa agua de un cuerpo a otro, con un sistema de bombeo que regula la inclinación de la estructura basándose en el momento de vuelco, equipado con medios para regular la inmersión, que regulan la cantidad de agua en los cuerpos huecos de tal manera que, en su posición de trabajo, el centro de gravedad de la estructura está por debajo del centro de flotabilidad de la misma, y el área de la sección transversal de la estructura en la línea de flotación es menor que la suma de las secciones transversales sumergidas de dichos cuerpos huecos.
El documento WO 2009/013766 A1 da a conocer una estructura mecánica flotante adecuada para realizar una megaplanta para generar energía eléctrica, aprovechando el movimiento relativo de muchos electroimanes montados sobre una estructura flotante, con respecto a un número múltiplo de imanes permanentes incorporados en un péndulo suspendido de la parte superior de un caballete que actúa por inducción magnética sobre los electroimanes: las oscilaciones están provocadas por la acción del oleaje.
Un objeto de la presente invención es proporcionar una disposición en alta mar y/o un dispositivo de conexión y/o un método mejorados para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar.
Por consiguiente, se proporciona una disposición en alta mar, en particular un parque eólico en alta mar. La disposición en alta mar comprende una primera subestación, una segunda subestación, un primer cable de conexión conectado eléctricamente a la primera subestación, un segundo cable de conexión conectado eléctricamente a la segunda subestación, y un cable intermedio que conecta eléctricamente los cables primero y segundo, en la que los cables de conexión primero y/o segundo son más flexibles que el cable intermedio.
Debido a los movimientos de las subestaciones, se requiere una flexibilidad de los cables. Normalmente, los cables menos flexibles son más económicos que los cables más flexibles. Por tanto, por medio del uso parcial del cable menos flexible pueden reducirse los costes de una conexión de cables entre subestaciones mientras se proporciona flexibilidad de los cables cuando es necesario.
Por ejemplo, la disposición en alta mar puede comprender al menos 10, 20, 50, 100, 150 o más subestaciones. Preferiblemente, la subestación comprende una cimentación flotante y una turbina eólica proporcionada en la cimentación flotante. “Más flexible” significa que una porción de cable que tiene igual longitud en comparación con otra porción de cable requiere menos cantidad de fuerzas para que se flexione en la misma medida, en particular el mismo radio. El primer cable de conexión, el segundo cable de conexión y el cable intermedio pueden comprender un único hilo (monofilar), tres hilos (trifilar) o más. En particular, el primer cable de conexión, el segundo cable de conexión y el cable intermedio están configurados para conducir la electricidad producida a partir de turbinas eólicas. Según una realización, la disposición en alta mar comprende además un dispositivo de conexión que tiene una conexión eléctrica que conecta el cable de conexión primero o segundo al cable intermedio, y un volumen de gas que rodea la conexión eléctrica.
Por tanto, puede proporcionarse un entorno seco para la conexión eléctrica. En particular, la conexión eléctrica comprende medios en los que pueden montarse el primer cable de conexión o el segundo cable de conexión y el cable intermedio. Preferiblemente, la disposición en alta mar comprende al menos 4, 8, 12, 20, 40, 70, 100, 150 ó 200 dispositivos de conexión y cables respectivos que están conectados eléctricamente.
Según una realización adicional, el dispositivo de conexión está sumergido.
Esto tiene la ventaja de que la conexión eléctrica puede protegerse frente a condiciones de agua de mar adversas dado que hay gas rodeando la conexión eléctrica. Por tanto, puede aumentarse el ciclo de vida de los cables conectados. En particular, el dispositivo de conexión está sumergido al menos 10, 20, 30, 40, 50 m por debajo del nivel del mar.
El dispositivo de conexión está diseñado preferiblemente para permitir la entrada de agua en una carcasa cuando el dispositivo de conexión está sumergido. Sin embargo, el nivel del agua dentro de la carcasa se controla por medio del volumen de gas (a presión) para que esté por debajo (es decir, esté alejado de la conexión eléctrica).
Según una realización adicional, el dispositivo de conexión tiene una carcasa que rodea la conexión eléctrica y el volumen de gas, comprendiendo preferiblemente la carcasa una primera abertura y una segunda abertura, en el que el cable de conexión primero o segundo pasa a través de la primera abertura, en el que el cable intermedio pasa a través de la segunda abertura, y en el que la primera abertura y/o la segunda abertura están orientadas hacia el lecho marino.
Por tanto, la presión del gas contrarresta el agua cuando el dispositivo de conexión está sumergido. Preferiblemente, la carcasa, en particular una porción de carcasa, rodea un espacio interior para el volumen de gas y la conexión eléctrica. En particular, las aberturas están en conexión de fluido con el espacio interior.
Preferiblemente, la carcasa es una estructura rígida y puede estar compuesto por un material duradero resistente al entorno circundante tal como acero (recubierto)y/o material compuesto que comprende, por ejemplo, fibra de vidrio. Preferiblemente, la carcasa puede estar dimensionada para permitir que el personal de servicio (buzos) entre cuando está sumergida por debajo del nivel del mar. En particular, la flotabilidad del dispositivo de conexión debe ser lo suficientemente grande como para evitar un movimiento excesivo debido a las corrientes marinas. Preferiblemente, la carcasa es un módulo en el que puede montarse la conexión eléctrica cuando se completa la conexión eléctrica.
Según una realización adicional, la carcasa comprende una porción de forma de campana y/o una placa inferior que tiene las aberturas primera y segunda.
Preferiblemente, la placa inferior está conectada a la porción de forma de campana por medio de medios de conexión, en particular tornillos. Esto tiene la ventaja de que el dispositivo de conexión puede ensamblarse en alta mar.
Según una realización adicional, el dispositivo de conexión comprende un conector en T que conecta el cable primero o segundo al cable intermedio.
Por tanto, pueden usarse componentes convencionales de tal manera que puede reducirse el coste y puede aumentarse la disponibilidad. Preferiblemente, se proporciona un conector en T para cada par de hilos que van a conectarse eléctricamente.
Según una realización adicional, la disposición en alta mar comprende además un anclaje conectado al dispositivo de conexión y configurado para mantener sumergido el dispositivo de conexión.
En particular, el anclaje puede fijarse al lecho marino. Preferiblemente, el dispositivo de conexión se conecta al anclaje por medio de medios de conexión flexibles, por ejemplo cuerdas, cadenas y similares.
Según una realización adicional, el dispositivo de conexión comprende una válvula para liberar la presión del gas. Esto tiene la ventaja de que puede evitarse una sobrepresión. En particular, la válvula está en conexión de fluido con el espacio interior.
Según una realización adicional, el dispositivo de conexión comprende un punto de contacto para una línea de mantenimiento de presión que puede conectarse a un compresor para proporcionar gas.
En particular, el compresor puede estar ubicado en el buque. Por tanto, la presión dentro del espacio interior puede adaptarse desde el buque. Preferiblemente, el punto de contacto también puede estar incluido en la válvula.
Según una realización adicional, el dispositivo de conexión comprende una unidad de ajuste de presión para ajustar la presión del gas, en particular en respuesta a cambios de presión del agua que rodea el dispositivo de conexión (por ejemplo, cuando asciende o desciende el nivel del mar).
Por tanto, pueden evitarse disminuciones de presión o una pérdida de presión. La unidad de ajuste de presión puede comprender un depósito lleno de gas y configurado para liberar gas en el espacio interior. En particular, la válvula y la unidad de ajuste de presión pueden estar incluidas en un solo componente. Preferiblemente, el punto de contacto también puede estar incluido en la unidad de ajuste de presión.
Según una realización adicional, la disposición en alta mar comprende además una tubería dispuesta en el lecho marino, en la que el cable intermedio se extiende, al menos parcialmente, a través de la tubería.
Preferiblemente, la tubería se proporciona para alojar una porción de cable del cable intermedio. En particular, la porción de cable puede ser la parte más larga del cable.
Según una realización adicional, el cable de conexión primero o segundo comprende más torones de cable que el cable intermedio.
Preferiblemente, debido a una cantidad aumentada de torones de cable puede lograrse una mayor flexibilidad del cable respectivo. Preferiblemente, cada hilo comprende una pluralidad de torones de cable. En particular, el primer cable de conexión o el segundo cable de conexión puede comprender al menos 2, 5, 10, 20 ó 100 veces más torones de cable que el cable intermedio.
Además, se proporciona un dispositivo de conexión para conectar cables en alta mar. El dispositivo de conexión está configurado para proporcionar una conexión eléctrica que conecta eléctricamente un primer cable en alta mar sumergido a un segundo cable en alta mar sumergido y está configurado para proporcionar un volumen de gas que rodea la conexión eléctrica cuando el dispositivo de conexión está sumergido.
Cualquier realización y característica de la disposición en alta mar se aplica, cambiando lo que deba cambiarse, a cualquier realización y característica del dispositivo de conexión y viceversa.
Esto tiene la ventaja de que las conexiones eléctricas entre diferentes cables que están sumergidos pueden protegerse frente a condiciones adversas. Preferiblemente, se reduce el esfuerzo para proporcionar una conexión sumergida de larga vida. El dispositivo de conexión también puede usarse para el mismo tipo de cables que van a colocarse a lo largo de grandes distancias en las que la producción y el transporte de tales cables establece un límite en la longitud de sección de cable. El intercambio de un cable también puede realizarse de manera más rentable evitando el uso de juntas submarinas más costosas.
Por tanto, también puede usarse el concepto para conectar sistemas de compensación rentables para la compensación eléctrica de término medio a reactores o condensadores suspendidos de un bloque de anclaje. Esto puede permitir el uso de cables de conexión a la costa (export cables) muy largos de HVAC (corriente alterna de alta tensión, por sus siglas en inglés). La solución puede aplicarse a cualquier nivel de tensión desde el nivel normal de hoy en día a 36 kV (kilovoltios) hasta los niveles de tensión de red recientes de 66 kV y también futuros de 145 kV. En particular, el dispositivo de conexión puede usarse para mayores niveles de tensión de conexión a la costa a niveles de 400 kV.
Usando el dispositivo de conexión sumergido bajo el agua, el punto de conexión entre, por ejemplo dos cables, puede protegerse frente al agua circundante. La presión del agua exterior mantiene el gas atrapado en el interior del dispositivo de conexión mientras que el gas impide que entre agua al dispositivo de conexión.
En particular, el dispositivo de conexión está configurado para actuar como elemento de flotabilidad que estabiliza los cables así como permite un ligero movimiento.
Además, se proporciona un método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar. El método comprende la etapa de conectar eléctricamente, en alta mar, un primer cable eléctrico a un segundo cable eléctrico para proporcionar una conexión eléctrica, siendo el segundo cable eléctrico más flexible que el primer cable eléctrico. Cualquier realización y característica de la disposición en alta mar se aplica, cambiando lo que deba cambiarse, al método y viceversa. Además, cualquier realización y característica del dispositivo de conexión se aplica, cambiando lo que deba cambiarse, al método y viceversa.
Según una realización adicional, la conexión eléctrica está rodeada por un volumen de gas cuando está sumergida. Según una realización adicional, la presión de gas aumenta a medida que lo hace la profundidad de inmersión de la conexión eléctrica.
En particular, se conecta una línea de mantenimiento de presión al dispositivo de conexión, en particular el espacio interior, y a un compresor en un buque. El compresor y la línea de mantenimiento de presión están configurados para insuflar gas, en particular aire, al dispositivo de conexión mientras se sumerge el dispositivo de conexión. Preferiblemente, el dispositivo de conexión y preferiblemente el anclaje se sumergen, en particular por medio de una grúa.
Preferiblemente, se ajusta la presión dentro del dispositivo de conexión, en particular el espacio interior, cuando se hace descender el dispositivo de conexión de tal manera que esencialmente no entra agua en el dispositivo de conexión, en particular el espacio interior. Por tanto, la conexión eléctrica sigue estando rodeada por el volumen de gas cuando está sumergida.
Preferiblemente, el anclaje se hace descender antes que el dispositivo de conexión. En particular, el dispositivo de conexión puede hacerse descender hacia el anclaje hasta que alcanza los medios de conexión para conectarse al anclaje. En particular, el dispositivo de conexión se presuriza con una presión de prueba que es mayor que la presión que va a mantenerse dentro del dispositivo de conexión.
Posibles implementaciones adicionales o soluciones alternativas de la invención también engloban combinaciones (que no se mencionan explícitamente en el presente documento) de características descritas anteriormente o a continuación con respecto a las realizaciones. El experto en la técnica también puede añadir aspectos y características individuales o aislados a la forma más básica de la invención.
Realizaciones, características y ventajas adicionales de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones dependientes, tomadas junto con los dibujos adjuntos, en los que la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una turbina eólica;
la figura 2 muestra esquemáticamente una disposición en alta mar;
la figura 3 muestra un dispositivo de conexión;
la figura 4 muestra esquemáticamente etapas de método de un método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar;
la figura 5 muestra esquemáticamente etapas de método adicionales del método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar;
la figura 6 muestra esquemáticamente etapas de método adicionales del método para proporcionar una conexión eléctrica en alta mar; y
la figura 7 muestra esquemáticamente un diagrama de bloques del método.
En las figuras, números de referencia similares designan elementos similares o funcionalmente equivalentes, a menos que se indique lo contrario.
La figura 1 muestra una turbina 1 eólica. La turbina 1 eólica comprende un rotor 2 conectado a un generador (no mostrado) dispuesto dentro de una góndola 3. La góndola 3 está dispuesta en el extremo superior de una torre 4 de la turbina 1 eólica. La góndola 3 está conectada de manera rotatoria a la torre 4.
El rotor 2 comprende tres palas 5. Las palas 5 están conectadas directa o indirectamente a un buje 6 de la turbina 1 eólica. Los rotores 2 de este tipo pueden tener diámetros que oscilan entre, por ejemplo, 30 y 160 metros o incluso más. Las palas 5 están sometidas a grandes cargas de viento. Al mismo tiempo, es necesario que las palas 5 sean ligeras. Por estos motivos, las palas 5 en las turbinas 1 eólicas modernas se fabrican a partir de materiales compuestos reforzados con fibra. En las mismas, se prefieren generalmente fibras de vidrio con respecto a fibras de carbono por motivos de costes. A menudo, se usan fibras de vidrio en forma de esteras de fibras unidireccionales. La figura 2 muestra una disposición 7 en alta mar. La disposición 7 en alta mar puede ser un parque eólico en alta mar. La disposición en alta mar comprende una subestación 8 (también denominada primera subestación) y una subestación 9 (también denominada segunda subestación). La subestación 8, por ejemplo, comprende una cimentación 10 flotante que está sumergida parcialmente y una turbina 1 eólica conectada a la cimentación 10 flotante. Preferiblemente, la cimentación 10 flotante está amarrada a un lecho 12 marino. La subestación 9, por ejemplo, comprende una cimentación 11 flotante que está amarrada al lecho 12 marino y que está sumergida, por ejemplo, por completo, y una turbina 1 eólica conectada a la cimentación 11 flotante. Las subestaciones 8, 9 pueden estar conectadas al lecho 12 marino por medio de cuerdas 50 que se fijan al lecho 12 marino o anclajes (no mostrados).
Alternativamente, al menos una de las subestaciones 8, 9 puede comprender una torre de observación, una estación transformadora y/o convertidora (no mostrada) etc., en particular en lugar de la turbina 1 eólica. Además, las subestaciones 8, 9 pueden ser idénticas.
La disposición 7 en alta mar comprende un cable 13 (también denominado primer cable de conexión) conectado eléctricamente a la subestación 8, un cable 14 (también denominado segundo cable de conexión) conectado eléctricamente a la subestación 9, y un cable 15 (también denominado cable intermedio) que conecta eléctricamente los cables 13, 14. El cable 13 y/o el cable 14 pueden ser más flexibles que el cable 15. Esto tiene la ventaja de que el cable 13, 14 flexible puede seguir los movimientos de la subestación 8, 9 sin dañarse, en particular ocasionalmente debido al agotamiento del cable 13, 14. Los cables 13, 14, 15 pueden proporcionarse como cables blindados que tienen una cubierta de plomo. En particular, los cables 13, 14, 15 pueden proporcionarse para al menos 10, 40, 100, 300 ó 500 kV, por ejemplo para 45 kV-275 kV. Por ejemplo, el cable 13, 14 puede comprender más torones de cable que el cable 15 para lograr una flexibilidad aumentada. En particular, el cable 13 y/o el cable 14 pueden comprender al menos 2, 5, 10, 20 ó 100 veces más torones de cable que el cable 15.
Proporcionar el cable 15 menos flexible entre las subestaciones 8, 9, puede reducir costes del cableado. Por tanto, puede ser ventajoso usar el cable 15 al menos para el 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 99% de una distancia D entre la subestación 8 y la subestación 9. Por ejemplo, la disposición 7 en alta mar puede comprender al menos 10, 20, 50, 100, 150 o más subestaciones 8, 9.
Además, se proporciona un dispositivo 16 de conexión que comprende una conexión 17 eléctrica que conecta el cable 13 al cable 15 y un volumen 18 de gas que rodea la conexión 17 eléctrica. Opcionalmente, puede proporcionarse un dispositivo 19 de conexión que conecta el cable 14 al cable 15. Los dispositivos 16, 19 de conexión pueden ser idénticos. Por ejemplo, un extremo 20 del cable 15 se conecta a la conexión 17 y el otro extremo 21 del cable 15 se conecta al dispositivo 19 de conexión. Alternativamente, el otro extremo 21 puede conectarse directamente a otra plataforma en alta mar (no mostrada) o una disposición terrestre.
El dispositivo 16, 19 de conexión está sumergido. Un anclaje 22, 23 (por ejemplo, compuesto por hormigón u acero) se conecta, en particular por medio de una cuerda 24, 25, al dispositivo 16, 19 de conexión. El anclaje 22, 23 está configurado para mantener sumergido el dispositivo 16, 19 de conexión. El anclaje 22, 23 descansa sobre el lecho 12 marino. La distancia entre el lecho 12 marino y el nivel del mar L es H2. La distancia entre el lecho 12 marino y el dispositivo 16 de conexión es H1 y la distancia entre el dispositivo 16 de conexión y el nivel del mar L es H3. En particular, la distancia H3 es de al menos 10, 20, 30, 40, 50 m.
Por ejemplo, una porción 26 de cable (véanse las líneas discontinuas) del cable 15 descansa sobre el lecho 12 marino. Opcionalmente, se proporciona una tubería 27 dispuesta sobre el lecho 12 marino para alojar la porción 26 de cable. Por tanto, la porción 26 de cable se adentra a través de la tubería 27. Por tanto, la tubería 27 está configurada para proteger la porción 26 de cable frente a influencias externas. La porción 26 de cable puede ser la parte más larga del cable 15.
La figura 3 muestra el dispositivo 16 de conexión, en particular a partir de la figura 2. El dispositivo 16 de conexión tiene una carcasa 28 que rodea la conexión 17 eléctrica y el volumen 18 de gas. La carcasa 28 comprende una porción 29, que tiene en particular forma de campana, y una placa 30 inferior que tiene una abertura 31 (también denominada primera abertura) para el cable 13 y una abertura 32 (también denominada segunda abertura) para el cable 15. La abertura 31 y la abertura 32 están orientadas hacia el lecho 12 marino cuando el dispositivo 16 de conexión está sumergido.
La porción 29 alberga un espacio 33 interior del dispositivo 16 de conexión. El gas está dispuesto dentro del espacio 33 interior. Por ejemplo, puede entrar agua 34 en el espacio 33 interior. Sin embargo, el dispositivo 16 de conexión está configurado para mantener el agua 34 a un nivel bajo (por ejemplo, 40 cm).
Un extremo 35 se adentra en el espacio 33 interior. El extremo 35 se conecta eléctricamente al extremo 20 por medio de la conexión 17 eléctrica. Por ejemplo, el extremo 35 comprende tres hilos 36, 37, 38. Además, el extremo 20 puede comprender tres hilos 39, 40, 41. En particular, el dispositivo 16 de conexión comprende un conector 42 en T que conecta el hilo 36 y el hilo 39 y/o un conector 43 en T que conecta el hilo 37 y el hilo 40 y/o un conector 44 en T que conecta el hilo 38 y el hilo 41.
Por ejemplo, los hilos 36, 37, 38, 39, 40, 41 comprenden cables de alimentación de CA, cables de alimentación trifásicos y/o un cable de señales y/o un cable de comunicación. Además, los extremos 20, 35 pueden comprender hilos adicionales (no mostrados) conectados entre sí. Cada hilo 36, 37, 38, 39, 40, 41 puede comprender una pluralidad de torones de cable. En particular, el o cada hilo 36, 37, 38, 39, 40, 41 puede estar dimensionado para al menos 10, 40, 100, 300 ó 500 kV, por ejemplo para 45 kV-275 kV.
Los cables 13, 15 pueden fijarse a la placa 30 inferior por medio de fijaciones 45, 46 de cable proporcionadas en las aberturas 31, 32. Alternativamente, la placa 30 inferior puede comprender al menos o exactamente dos, tres, cuatro, cinco, seis o más aberturas (no mostradas) para los cables respectivos que van a cablearse. La placa 30 inferior puede fijarse a la porción 29 por medio de medios 47 de conexión, por ejemplo tornillos y similares.
Preferiblemente, el dispositivo 16 de conexión comprende una válvula 48 para liberar la presión del gas. Esto tiene la ventaja de que puede evitarse una sobrepresión. En particular, el dispositivo 16 de conexión comprende una unidad 49 de ajuste de presión para ajustar la presión del gas. Por tanto, pueden evitarse disminuciones de presión o una pérdida de presión. La presión del agua 34 exterior mantiene atrapado el gas dentro de la carcasa 28 mientras que el gas impide esencialmente que entre agua 34 en la carcasa 28 y, por tanto, entre en contacto con la conexión 17 eléctrica. Al mismo tiempo, el dispositivo 16 de conexión actúa como elemento de flotabilidad que estabilizará el sistema así como permitirá un ligero movimiento.
El dispositivo 16 de conexión está configurado para ensamblarse en alta mar en un buque (véanse las figuras 4 a 6). Además, los cables 13, 15 y/o el hilo 36, 37, 38, 39, 40, 41 están configurados para conectarse en alta mar en el buque (véanse las figuras 4 a 8). El gas puede ser aire u otro gas. El dispositivo 16 de conexión puede comprender un sensor 56 de presión configurado para determinar una presión dentro del espacio 33 interior o el volumen 18 de gas. Preferiblemente, el dispositivo 16 de conexión puede comprender un sensor adicional (no mostrado) configurado para determinar el nivel de agua dentro del espacio 33 interior.
Por ejemplo, para tener un sistema de monitorización lo más sencillo y libre de mantenimiento posible, pueden usarse cables ópticos para monitorizar el nivel de agua. En particular, pueden usarse cables de fibra óptica para la monitorización de nivel de agua no eléctrica sencilla. Esto tiene la ventaja de que puede omitirse un cable de señales eléctricas adicional desde el dispositivo 16 de conexión hasta la cimentación 10 flotante. El sistema de fibra óptica puede basarse en el concepto de que pueden usarse ondas luminosas en una varilla óptica translúcida como medición de nivel no eléctrica.
Preferiblemente, para controlar el nivel de agua dentro del espacio 33 interior debe mantenerse una presión de una determinada magnitud. La presión depende de la presión del agua circundante y, por tanto, de la distancia H3. Puede proporcionarse una cantidad de la distancia H3 de tal manera que los buques pueden pasar libremente por encima del dispositivo 16 de conexión.
En particular, el dispositivo 16 de conexión también comprende uno o más puntos 59 de unión de gancho para elevar el dispositivo 16 de conexión (por ejemplo, desde el buque 51 de instalación, véase la figura 4) así como uno o más puntos 60 de conexión para el anclaje 22 usado para retener el dispositivo 16 de conexión en la posición fijada.
El dispositivo 16 de conexión puede comprender un punto 62 de contacto para conectarse a una línea 54 de mantenimiento de presión (véase la figura 6) que puede conectarse a un compresor 55 (véase la figura 6) para proporcionar gas cuando el dispositivo de conexión está sumergido.
Preferiblemente, se usan uno o más anclajes 22 colocados sobre el lecho 12 marino para este fin. Preferiblemente, el dispositivo 16 de conexión comprende líneas de recuperación permanentes (no mostradas) conectadas a la carcasa 28. Tales líneas de recuperación deben ser preferiblemente de gran peso y suficientemente largas como para evitar que se enmarañen en el mecanismo de propulsión de los buques.
Como agua 34 o aire puede entrar en/escapar del espacio 33 interior a lo largo del tiempo, el dispositivo 16 de conexión también está equipado preferiblemente con una entrada 58 para permitir que se bombee gas adicional en el espacio 33 interior, por ejemplo desde un buque de servicio (no mostrado). Ventajosamente, este diseño puede ser de un tipo que no implique una interacción con buzos, y puede realizarse mediante un tubo flexible que se hace descender desde y se conecta/libera del buque de servicio por encima del dispositivo de conexión (por ejemplo, de manera similar al principio usado para el reabastecimiento de combustible aéreo de aeronaves).
En particular, la válvula 48 y/o la entrada 58 y/o el punto 62 de contacto pueden proporcionarse como un solo componente.
En particular, el dispositivo 16 de conexión puede estar indicado como “campana de buceo”. Por ejemplo, el dispositivo 16 de conexión puede usarse para cualquier conexión de cables en alta mar (por ejemplo, cables de alimentación y/o cables de comunicación y similares) entre instalaciones en alta mar y/o de instalaciones en alta mar a terrestres. El dispositivo 16 de conexión está configurado para conectar cada tipo de cable que va a sumergirse. Tales puntos de conexión sumergidos de cables requieren una protección extensa (y costosa) para resistir la condición adversa en la que están colocados.
La figura 4 muestra esquemáticamente las etapas de método S1, S2 de un método para proporcionar una conexión 53 eléctrica en alta mar (véase la figura 2). En particular, en una etapa S1, se proporciona un buque 51, que tiene el dispositivo 16 de conexión, cerca de la subestación 8, 9. En una etapa S2, se proporciona un extremo 20 del cable 15 (también denominado primer cable eléctrico) en un buque 51. Preferiblemente, el extremo 35 del cable 13 (también denominado segundo cable eléctrico) se dispone en la subestación 8, 9.
Otro extremo 52 del cable 13 se conecta a la subestación 8, 9. Alternativamente, el extremo 52 también puede conectarse a la subestación después de que se haya conectado al extremo 20. Esto puede realizarse, por ejemplo, antes o después de que el dispositivo 16 de conexión se haya sumergido (véase la figura 6). Puede proporcionarse una etapa inicial de recuperar el extremo 20 del fondo 12 del mar. Preferiblemente, el cable 13 es más flexible que el cable 15.
La figura 5 muestra esquemáticamente las etapas de método S3, S4 del método para proporcionar la conexión 53 eléctrica en alta mar (véase la figura 2). Preferiblemente, en una etapa S3, el extremo 35 se transfiere al buque 51. En particular, en una etapa S4, el cable 15 se conecta al cable 13 para proporcionar una conexión 17 eléctrica. En particular, en etapas adicionales, los dos cables 13, 15 y el dispositivo 16 de conexión se conectan y ensamblan tal como se muestra en la figura 2 ó 3 en el buque 51.
Alternativamente, el extremo 35 se recupera en primer lugar y después el extremo 20 del lecho 12 marino.
La figura 6 muestra esquemáticamente las etapas de método S5 a S11 adicionales, en las que se sumergen el dispositivo 16 de conexión, la conexión 17 eléctrica y los extremos 20, 35.
En particular, en una etapa S5, se conecta una línea 54 de mantenimiento de presión al dispositivo 16 de conexión, en particular el espacio 33 interior, y a un compresor 55 en el buque 51. El compresor 55 y la línea 54 de mantenimiento de presión están configurados para impulsar gas, en particular aire, al dispositivo 16 de conexión durante la inmersión del dispositivo 16 de conexión. Preferiblemente, en una etapa S6, se sumergen el dispositivo 16 de conexión o la conexión 53 y preferiblemente el anclaje 22, en particular por medio de una grúa 57.
Preferiblemente, en una etapa S7, se ajusta la presión dentro del dispositivo 16 de conexión, en particular el espacio 33 interior, cuando se hace descender el dispositivo 16 de conexión de tal manera que no entra esencialmente agua en el dispositivo 16 de conexión, en particular el espacio 33 interior. Por tanto, la conexión 17 eléctrica sigue estando rodeada por el volumen 18 de gas cuando está sumergida. Preferiblemente, aumenta la presión de gas a medida que lo hace la profundidad de inmersión del dispositivo 16 de conexión.
Preferiblemente, en una etapa S8, el anclaje 22 se hace descender antes que el dispositivo 16 de conexión. En particular, el dispositivo 16 de conexión puede hacerse descender hacia el anclaje 22 hasta que alcanza una cuerda 24 para conectarse al anclaje 22. En particular, en una etapa S9, el dispositivo 17 de conexión se presuriza con una presión previa que es mayor que la presión dentro del dispositivo de conexión que va a mantenerse.
Preferiblemente, cuando el anclaje 22 descansa sobre el lecho 12 marino y el dispositivo 16 de conexión está colocado a la distancia H1 deseada (véase la figura 2), la línea 54 de mantenimiento de presión y/o la grúa 57 pueden desconectarse y retirarse del dispositivo 17 de conexión en una etapa S10. En una etapa S11, los cables 13, 15 pueden alimentarse con corriente.
Alternativamente, el dispositivo 17 de conexión también puede colocarse inicialmente a la distancia H1 deseada (o posición deseada). Después puede establecerse una conexión al compresor 55.
La figura 7 muestra esquemáticamente un diagrama de bloques del método, en el que se ilustran las etapas de método S1-S11.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Disposición (7) en alta mar, en particular un parque eólico en alta mar, que comprende una primera subestación (8), una segunda subestación (9), un primer cable (13) de conexión conectado eléctricamente a la primera subestación (8), un segundo cable (14) de conexión conectado eléctricamente a la segunda subestación (9), y un cable (15) intermedio que conecta eléctricamente los cables (13, 14) primero y segundo, en la que
    los cables (13, 14) de conexión primero y/o segundo son más flexibles que el cable (15) intermedio, la disposición (7) en alta mar comprende además un dispositivo (16, 19) de conexión que tiene una conexión (17) eléctrica que conecta el cable (13, 14) de conexión primero o segundo al cable (15) intermedio, y un volumen (18) de gas que rodea la conexión (17) eléctrica, y
    el dispositivo (16, 19) de conexión tiene una carcasa (28), rodeando la carcasa (28) la conexión (17) eléctrica y el volumen (18) de gas, caracterizada porque la carcasa (28) comprende una primera abertura (31) y una segunda abertura (32), en la que el cable (13, 14) de conexión primero o segundo pasa a través de la primera abertura (31), en la que el cable (15) intermedio pasa a través de la segunda abertura (32), y en la que la primera abertura (31) y la segunda abertura (32) están orientadas hacia el lecho (12) marino.
  2. 2. Disposición en alta mar según la reivindicación 1, en el que el dispositivo (16, 19) de conexión está sumergido.
  3. 3. Disposición en alta mar según la reivindicación 1 ó 2, en la que la carcasa (28) comprende una porción (29) de forma de campana y/o una placa (30) inferior que tiene las aberturas (31, 32) primera y segunda.
  4. 4. Disposición en alta mar según una de las reivindicaciones 1 a 3,
    en la que el dispositivo (16, 19) de conexión comprende un conector (42, 43, 44) en T que conecta el cable (13, 14) primero o segundo al cable (15) intermedio.
  5. 5. Disposición en alta mar según una de las reivindicaciones 1 a 4,
    que comprende además un anclaje (22, 23) conectado al dispositivo (16, 19) de conexión y configurado para mantener el dispositivo (16, 19) de conexión sumergido.
  6. 6. Disposición en alta mar según una de las reivindicaciones 1 a 5,
    en la que el dispositivo (16, 19) de conexión comprende un punto (62) de contacto para una línea (54) de mantenimiento de presión que puede conectarse a un compresor (55) para proporcionar gas.
  7. 7. Disposición en alta mar según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el dispositivo (16, 19) de conexión comprende una unidad (49) de ajuste de presión para ajustar la presión del gas.
  8. 8. Disposición en alta mar según una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una tubería (27) dispuesta en el lecho (12) marino,
    en la que el cable (15) intermedio se extiende, al menos parcialmente, a través de la tubería (27).
  9. 9. Disposición en alta mar según una de las reivindicaciones 1 a 8,
    en el que el cable (13, 14) de conexión primero o segundo comprende más torones (61) de cable que el cable (15) intermedio.
  10. 10. Método para proporcionar una conexión (17, 53) eléctrica en alta mar, que comprende conectar eléctricamente (S4), en alta mar, un cable (15) intermedio a unos cables (13, 14) de conexión primero y/o segundo para proporcionar, dentro de un dispositivo (16, 19) de conexión, una conexión (17, 53) eléctrica, en el que
    el primer cable (13) de conexión se conecta eléctricamente con una primera subestación (8) de una disposición (7) en alta mar y el segundo cable (14) de conexión se conecta eléctricamente con una segunda subestación (9) de la disposición (7) en alta mar,
    los cables (13, 14) de conexión primero y/o segundo son más flexibles que el cable (15) intermedio, la conexión (17, 53) eléctrica está rodeada por un volumen (18) de gas cuando está sumergida, y el dispositivo (16, 19) de conexión tiene una carcasa (28), rodeando la carcasa (28) la conexión (17) eléctrica y el volumen (18) de gas, comprendiendo la carcasa (28) una primera abertura (31) y una segunda abertura (32), en el que el cable (13, 14) de conexión primero o segundo pasa a través de la primera abertura (31), en el que el cable (15) intermedio pasa a través de la segunda abertura (32), y en el que la primera abertura (31) y la segunda abertura (32) están orientadas hacia el lecho (12) marino.
  11. 11. Método según la reivindicación 10, en el que aumenta la presión de gas a medida que lo hace la profundidad de inmersión de la conexión (17) eléctrica.
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